[发明专利]用于具有并联电流通路的开关设备的电流测量方法

说明书

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明涉及一种用于开关设备、特别是功率开关或电机保护开关的电流测量方法，所述开关设备用于低压交流电并具有并联电流通路。

背景技术

已知开关设备、例如功率开关的实施方式，在所述实施方式中电流通路被并联用以提高载流能力。四极开关设备的实施方式也是已知的，在所述实施方式中各自仅并联两个中间电流通路以提高额定电流。当这种开关设备被实施为具有过电流触发器、特别是具有电子过电流触发器时，必须检测两个外侧电流通路和两个并联的内侧电流通路的测量信号，并且以足够的精确度进行处理。

通常，通过具有铁芯的转换变流器（transformatorische Stromwandler）进行过电流的测量。可选地，罗果夫斯基线圈也可用于测量。此外需要的是，在所述设备的所有开关电极中单独检测电流信号。对此，理论上外侧开关电极各自的一半电流在中间开关电极的两个并联电流通路中流通。为了进行测量，通常要么两个并联电流通路的变流器作为外侧电流通路具有其他变流比，并将其串联，要么使其在相同的变流比下平行工作。另一实施可能性在于分别实施电流信号的模拟准备，其方法在于，由测量电阻和必要时测量放大器构成的、所述中间开关电极的测量装置相对于外侧电极的测量装置被另行测量。

通常，所述变流器具有取决于初级电流的某种非线性传输特性，所述非线性传输特性在电子触发设备中被相应地补偿。如果所述开关设备如上所述对称地载荷电流，则额定电流在两个中间电流通路上被近似分配为一半的份额，而在外侧电流通路上各自分配为整个份额。以此足够补偿电子分析设备中的变流器的非线性。但是，正如现实中并不鲜见的，所述电流通路的非对称载荷或者电流通路的通路电阻不同，因此开关设备的并联电流通路中的电流分配不再相等。由于两个变流器的传输特性曲线上的操作点不同，导致在此处取决于初级流动分电流的互感器对总公差的提高。这导致了电流的错误检测以及由此所不期望的过电流触发器的更大触发公差，即过早或过晚触发的危险。

在文献DE 1 950 319 A中公开了一种用于低压交流电的功率开关，其具有偶数个并联的且同向通流的电流通路，所述电流通路各包括一个开关点和导电轨。为了稳定并联电流通路中的电流分配，在所述功率开关内部分别将两个导电轨在其长度部分上以相反的电流方向彼此平行布置。该平行放置的导电轨部段由铁芯包裹。所述开关点被相邻布置，并且所述导电轨随后在开关点处对称地交叉穿过，并且在接下来的走向中重叠。这种设置的缺点在于其构造耗费体积和材料。此外，在非对称电极电流下触发公差变大的问题也没有得到解决。

文献DD 144 192 A1描述了一种用于电子触发器的电流测量装置，用以检测功率开关中的过电流和短路电流，所述功率开关在每个开关电极上具有两个或更多并联的电流通路。罗果夫斯基线圈在几何形状上包括分别分配给开关电极的并联电流通路，并且与积分器电子连接，所述积分器的输出端通过或运算作用于电子触发器。利用这种装置也不能解决在非对称电极电流下触发公差变大的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于在开关设备非对称载荷的情况下避免更大的触发公差的方法。

由开始所述方式的电流测量方法出发，本发明的目的是通过独立权利要求的特征部分得以实现的，同时可以从附属权利要求得到本发明的有益的改进方案。

在根据本发明的方法步骤中，由分别与开关电极并联的电流通路所确定的数字测量值不仅形成总值，也形成至少一个差值。在两个并联电流通路的情况下仅得出一个差值。在例如三个并联电流通路的情况下就是三个差值，并且在四个并联电流通路的情况下就是六个差值。当在随后的方法步骤中实施的、用以补偿与变流器相关的非线性所进行的总值的校正时，至少将目前一个（在两个并联电流通路的情况下即正好为一个）差值在数值上作为其它参数进行考虑。由此，在补偿变流器的非线性特征时，形成了与并联电流通路中的非对称电流分配相关联的函数关系。通常，所述差值对校正的结果影响越强，则其数值越大。通过所述建议的方法确定并校正的电流值可用于其它分析，特别是用于过电流触发。

通过所述建议的方法，在电流通路非对称载荷的情况下，触发公差被限制到被允许的程度。实践中，设备制造者对既用于单独存在的电流通路也用于并联电流通路的校正函数针对每个可用的变流器型号进行了测量技术检测，并将所述校正函数作为公式程序或数据表以软件形式存储在触发器的电子设备部分中。

在并联电流通路多于两个的情况下，当在校正值形成过程中仅将最大的差值作为参数进行考虑时，其对不少应用情况而言完全够用。